Использование технологии CUDA для ускорения вычислений в задачах химической кинетики

Abstract

Рассмотрена задача химической кинетики, проведен расчет изменений концентраций веществ в реакциях по времени и созданию массивно-кинетического инструментария для решения задачи с использованием современных технологий распараллеливания. Описана математическая модель изменения концентраций веществ в системе с одномерным приближением и возможностью ускорения вычислений с использованием технологией CUDA. Расчет на графических процессорах NVIDIA показал, что с увеличением числа химический реакций время вычисления намного уменьшается по сравнению со временем расчета на центральных процессорах

Розглянуто задачу хімічної кінетики, проведено розрахунок змін концентрації речовин в реакціях за часом і створення масивно-кінетичного інструментарію для розв'язання задачі з використанням сучасних технологій розпаралелювання. Описано математичну модель зміни концентрацій речовин в системі з одновимірним наближенням і можливістю прискорення обчислень з використанням технології CUDA. Розрахунок на графічних процесорах NVIDIA показав, що зі збільшенням кількості хімічних реакцій час обчислення набагато зменшується в порівнянні з часом розрахунку на центральних процесорах.

The paper focuses on the problem of chemical kinetics, calculation of changes in the concentration of substances in the reactions over time, and creation of a mass kinetic solver to solve the problem using modern parallelization technologies. A mathematical model of variation in the concentration of substances in a system with a one-dimensional approximation and the possibility of accelerating the calculations using the CUDA technology are described. The calculation performed on NVIDIA graphic processor showed that an increase in the number of responses much reduces the computing time as compared with the computing time on the central processors.